現澆混凝土墻體模板設計及驗算

摘 要:以實際工程為例，對U型槽側墻模板的設計和驗算進行了詳細的介紹。

關鍵詞:U型槽側墻模板設計驗算

中圖分類號:TU755文獻標識碼:A文章編號:1674-098X(2011)09(c)-0030-01

模板結構是現澆混凝土施工中必不可少的施工工藝，它的設計不但影響著混凝土的外觀質量及施工安全，還直接影響混凝土施工過程的經濟投入。因此，模板結構的設計即要考慮便于安拆、周轉，還要滿足混凝土的澆注、養護需求，同時還要在滿足安全、質量的前提下盡可能降低投入，這時通過對其強度、剛度等方面的驗算進行模板體系的優化顯得非常重要?，F以成府路工程的U型槽側墻模板為例，對墻模的設計及驗算進行簡要的闡述。

1 工程概況

成府路是貫穿奧林匹克公園東西向的一條重要道路，向西連接中關村核心區，向東與京承高速公路相接。我項目部施工標段共有9倉U型槽結構，各倉側墻的高度和厚度不等，其中墻體最大高度為12180mm，墻厚1731～500mm，側墻模板一次支搭高度為9.7m。

2 墻模設計

為了滿足業主方對混凝土外觀質量的要求，墻模需要采用單板面積較大的模板。目前施工現場常用的主要是鋼模、木模、鋼木組合模板?？紤]到鋼模的前期投入大、使用中易生銹且安拆不方便、后期維修養護費用較高，而完全用木模施工過程中損耗較大、且不利用生態環境，通過技術、經濟比選確定使用鋼木組合模板體系。

墻模面板采用酚醛覆膜膠合板，它主要具有單板面積大，支搭方便、板面平整光滑、防水、易脫模、可兩面用等特點，內楞采用方木，外楞采用鋼管并置、內外楞相交處設穿墻螺栓。為了防止模板過高容易傾覆，外楞外側設鋼管支撐和鋼絲繩拉纖，模板外搭設腳手架工作平臺。

模板結構的主要技術指標為:面板厚18mm;內楞木方50x100mm，間距250mm;外楞鋼管Φ48，t=3mm，間距600mm;穿墻螺栓采用圓鋼Φ16mm@750mm×600mm;面板接縫處內楞加密。

3 模板驗算

根據上面墻模驗算簡圖，參照相關規范及計算手冊，對模板體系中的面板、內楞、外楞的強度和剛度進行計算，穿墻螺栓需計算所受拉力。其中計算強度時最大彎矩及撓度按三跨連續梁計算，外楞根據支撐內楞需要而設置，主要作用是加強各部分的連接和模板的整體剛度。所用材料力學參數如下:

酚醛覆膜膠合板:強度設計值［σ］＝24N/mm2彈性模量E=3500N/mm2

木方:強度設計值［σ］＝13N/mm2 彈性模量E=9000N/mm2

鋼管:強度設計值［σ］＝215N/mm2 彈性模量E=2.06×105N/mm2

3.1 混凝土側壓力計算

＝0.22×25×5×1.2×1.15×11/2

＝37.95kN/m2

＝25×9.4＝235kN/m2

取兩者較小值，＝37.95kN/m2作為模板側壓力的標準值，并考慮傾倒混凝土時產生的水平荷載取4kN/m2，分別取荷載分項系數1.2和1.4，則作用在模板上的總荷載設計值為:

q＝(×1.2+4×1.4)＝(37.95×1.2+4×1.4) ＝51.14kN/m2

3.2 面板計算

(1)強度驗算

取1.0m寬面板進行計算，則:

I＝bh3/12＝(1000×183)/12＝4.86×105mm4

W＝bh2/6＝(1000×182)/6＝5.4×104mm3

q1＝51.14kN/m2×1.0m ＝51.14N/mm

模板的最大彎矩為:

Mmax＝ｑ1l2/10＝51.14×2502/10＝3.20×105N·mm

模板截面強度為:

σ＝M/W＝3.20×105/(5.4×104)

＝5.93N/mm2＜［σ］＝24N/mm2

強度滿足要求。

(2)剛度驗算:剛度驗算采用標準荷載，同時不考慮振動荷載作用。則:

q2＝F·a＝37.95kN/m2×1m＝37.95N/mm

ω＝ｑ2l4/(150×E×I)

＝37.95×2504/(150×3.5×103×4.86×105)

＝0.58mm＜[ω] ＝250/400＝0.63mm

剛度滿足要求。

3.3 內楞驗算分為強度驗算和剛度驗算

3.4 外楞驗算也分為強度驗算和剛度驗算，剛度亦滿足要求

3.5 對拉螺栓驗算

Ф16對拉螺栓凈面積A=143mm2，容許拉力[N]＝24.5kN。對拉螺栓所承受的拉力為:

N＝F×A

＝51.14×0.75×0.6

＝23.0kN＜[N]＝24.5kN

N＜[N]對拉螺栓滿足要求。

4 結語

成府路道路工程中的U型槽施工通過對模板支撐體系強度和剛度的驗算，使模板支撐體系中的面板厚度、內外楞間距、對拉螺栓的直徑等無論從技術上還是從經濟上都得到了優化。同時，通過在施工前試驗嚴格控制混凝土初凝時間、施工中嚴格控制混凝土的澆注速度，加強模板體系看護等手段，即保證了隧道U型槽模板體系的施工安全，同時也保證了側墻混凝土外觀及內在質量。本工程在2009年順利的通過了國家優質工程的評審。

參考文獻

[1]江正榮.建筑施工計算手冊[M].北京:中國建筑工業出版社，2007.

[2]沈陽建筑大學.JGJ162-2008建筑施工模板安全技術規范[S].北京:中國建筑工業出版社，2008.

[3]中國林業科學研究院木材工業研究所.GB/T17656-2008混凝土模板用膠合板[S].北京:中國標準出版社，2008.